Remarques sur disjoncteurs électriques et les dispositifs

Les installations électriques modernes utilisent une gamme de dispositifs de protection de circuit pour prévenir les incendies et protéger les personnes contre les chocs électriques. Aux basses tensions (généralement ≤ 1000 V), les dispositifs les plus courants incluent les disjoncteurs modulaires (MCB), les disjoncteurs à boîtier moulé (MCCB), les disjoncteurs différentiels de fuite à la terre (ELCB), les interrupteurs différentiels (RCDs/RCCBs), les disjoncteurs différentiels avec protection contre les surintensités (RCBOs) et le testeur de dispositif à courant résiduel (RCDT). Chacun remplit un rôle spécifique. Choisir le bon dispositif nécessite de comprendre sa fonction, son fonctionnement et son application appropriée.

Disjoncteur Modulaire / Miniature (MCB)

Ce qu'il fait : Un MCB est un interrupteur compact à fonctionnement automatique qui protège un circuit contre l'excès de courant. Les MCB sont définis comme des dispositifs qui se déclenchent lors d'une surcharge ou d'un court-circuit pour prévenir les dommages. Ils sont largement utilisés dans les installations domestiques et les petits commerces où les courants sont inférieurs à environ 100 A.

Comment il fonctionne : À l'intérieur d'un MCB, une lame bimétallique fournit une protection thermique contre les surcharges : Un courant excessif chauffe la lame, ce qui la fait plier et relâcher le mécanisme de contact. Une bobine électromagnétique séparée fournit une protection instantanée contre les courts-circuits en activant un levier de déclenchement lorsque le courant dépasse un seuil défini (niveau critique de courant, ou autre paramètre électrique qui doit être atteint ou dépassé pour causer un changement significatif dans l'état d'un dispositif ou pour déclencher une action de protection ou opérationnelle).

Utilisation et sélection : Choisissez un MCB dont le courant nominal dépasse la charge normale du circuit mais est suffisamment bas pour se déclencher dans des conditions de défaut. Sélectionnez la courbe de déclenchement selon le type de charge : Type B pour les circuits domestiques généraux, Type C pour les circuits avec des charges motrices modérées, et Type D pour les circuits avec des courants d'appel élevés. Assurez-vous que le pouvoir de coupure du MCB (généralement 6–10 kA pour les unités résidentielles) dépasse le courant de défaut présumé maximal de l'installation.

Disjoncteur à Boîtier Moulé (MCCB)

Ce qu'il fait : un MCCB est un disjoncteur modulaire plus grand, conçu pour des courants plus élevés (jusqu'à plusieurs 1000 ampères) et des niveaux de courant de défaut plus élevés. Ils sont utilisés dans la distribution d'énergie commerciale et industrielle, les centres de commande de moteurs et les applications de générateurs.

Caractéristiques principales :

• réglages de déclenchement ajustables : De nombreux MCCB permettent le réglage des courants de déclenchement à long terme, à court terme et instantanés, permettant une coordination avec les dispositifs en aval.
• capacité de coupure élevée : Ils peuvent couper en toute sécurité des courants de défaut bien supérieurs à ceux trouvés dans les circuits domestiques.
• options multipolaires : Des versions unipolaires, bipolaires, tripolaires et tétrapolaires sont disponibles pour protéger les systèmes monophasés et triphasés.

Utilisation et sélection : Les MCCB sont sélectionnés lorsque le courant du circuit dépasse la capacité d'un MCB ou lorsque des réglages de déclenchement ajustables sont nécessaires. Ils sont courants dans les tableaux de distribution principaux, les machines industrielles et les systèmes d'énergie renouvelable. Les critères de sélection clés sont la taille du châssis (courant nominal maximum), la plage de déclenchement ajustable, la capacité de coupure et le nombre de pôles. Les MCCB doivent être coordonnés avec les dispositifs de protection en amont pour assurer un déclenchement sélectif.

Disjoncteur Différentiel de Fuite à la Terre (ELCB)

Ce qu'il fait : Un ELCB est un dispositif de sécurité qui surveille les fuites des conducteurs sous tension vers la terre et déconnecte le circuit si un déséquilibre est détecté.

Comment il fonctionne : L'ELCB détecte la différence entre le courant dans le conducteur de phase et ce courant de retour via le neutre. Si une partie du courant fuit vers la terre, le déséquilibre déclenche le disjoncteur.

Statut et utilisation : Les ELCB fonctionnant par tension ont été largement remplacés par des RCD fonctionnant par courant, qui sont plus sensibles et fiables. Cependant, les anciennes installations peuvent encore contenir des ELCB, et les inspecteurs doivent les reconnaître. Ils ont été largement installés entre les années 1950 et 1970 et sont conformes à la norme IEC 61008.

Dispositif à Courant Résiduel (RCD) / Interrupteur Différentiel (RCCB)

Ce qu'il fait : Un RCD (aussi appelé RCCB lorsqu'il est conditionné sous format disjoncteur) est un dispositif de protection sensible qui surveille l'équilibre entre le courant entrant et sortant d'un circuit. Ils déconnectent le circuit lorsqu'une petite fuite vers la terre est détectée.

Comment il fonctionne : Un RCD compare constamment le courant circulant dans les conducteurs de phase et de neutre. Si la différence dépasse un courant résiduel prédéfini (généralement 30 mA pour la protection des personnes), le dispositif se déclenche en quelques millisecondes. Il ne répond pas aux surcharges ou aux courts-circuits ; ceux-ci doivent être gérés par un MCB ou un fusible d'accompagnement.

Directives d'utilisation (RCD)

Tests et installation : Les RCD doivent être testés régulièrement à l'aide du bouton de test intégré. Comme un RCD n'offre pas de protection contre les surcharges, il doit être utilisé en série avec un MCB ou un fusible.

Disjoncteur Différentiel avec Protection contre les Surintensités (RCBO)

Ce qu'il fait : Un RCBO intègre la détection de fuite d'un RCD avec la protection contre les surintensités d'un MCB en une seule unité. Il surveille la différence entre les courants de phase et de neutre et se déclenche soit en cas de fuite à la terre, soit en cas de surintensité. Cette double fonction protège à la fois les personnes et le câblage.

Avantages : La combinaison des deux protections permet de gagner de l'espace dans les tableaux de distribution, évite le besoin de coordonner des dispositifs séparés et garantit qu'un défaut sur un circuit ne désactive pas les autres circuits. Les RCBO sont particulièrement utiles lorsque la protection individuelle des circuits est requise ou lorsque l'espace dans l'unité de consommation est limité.

Utilisation et sélection : Choisissez un RCBO adapté au courant du circuit et avec la sensibilité au courant résiduel appropriée (par exemple, 30 mA pour les circuits de prises). Faites correspondre la courbe de déclenchement (B, C ou D) au type de charge comme avec les MCB. Utilisez des RCBO de type A, F ou B lorsque le circuit contient de l'électronique ou des composants CC.

Directives de Sélection pour les Disjoncteurs Basse Tension

Lors du choix entre MCB, MCCB, RCD/RCCB, RCBO et équipements connexes, tenez compte des facteurs suivants :

• Courant nominal et niveau de défaut : Les MCB conviennent aux courants inférieurs à ~100 A et aux niveaux de défaut jusqu'à ~10 kA, tandis que les MCCB répondent aux courants jusqu'à 3 000 A avec des capacités de coupure élevées.
• Protection nécessaire : Utilisez un MCB pour la protection contre les surintensités uniquement, un RCD/RCCB pour la protection contre les défauts à la terre uniquement, et un RCBO lorsque la protection contre les défauts à la terre et les surintensités sont requises sur le même circuit. Remplacez les ELCB obsolètes par des RCD modernes.

• Profils de déclenchement magnétique :

  • Courbe B : Protection de générateur, charges résistives et longs parcours de câbles où l'impédance de boucle de défaut est élevée.

  • Courbe C : Circuits commerciaux/industriels standard (éclairage, prises).

  • Courbe D/K : Charges inductives à fort impact (moteurs, pompes, transformateurs) pour gérer les pics de démarrage sans déclenchement.

• Formes d'onde de courant résiduel :

  • Type AC : Strictement pour les charges CA résistives (devenant obsolète dans de nombreuses normes).

  • Type A/F : Obligatoire pour les circuits contenant des redresseurs ou des alimentations à découpage (ordinateurs, machines à laver).

  • Type B : Requis pour les redresseurs triphasés, la recharge de VE et les équipements médicaux pour détecter les fuites CC lisses qui aveuglent les autres types de RCD.

Courant de déclenchement et temps de fonctionnement des différents types de MCB

• Nombre de pôles :

  • Isolation et Commutation : Assurez-vous que le dispositif assure une déconnexion omnipolaire (tous les pôles) là où les réglementations locales l'exigent (par ex. environnements humides ou régimes de neutre TT).
  • 1P vs 1P+N vs 2P : Les disjoncteurs 1P dépendent de la barre de neutre pour le retour, le 1P+N économise de l'espace mais n'offre aucune protection thermique sur le neutre, le 2P fournit une double protection pour les alimentations biphasées ou les systèmes flottants (isolés).
  • 3P vs 4P : Les dispositifs 3P sont suffisants pour les régimes TN-C (conducteur PEN). Les dispositifs 4P sont requis pour les régimes TN-S où l'isolation du neutre est obligatoire, en particulier lors de la commutation de source (Réseau/Groupe électrogène) ou dans les environnements avec des charges non linéaires élevées provoquant des courants harmoniques dans le neutre.

• Conditions environnementales et espace : Les environnements industriels peuvent nécessiter des disjoncteurs résistants aux intempéries ou classés pour des températures élevées. Les RCBO économisent de l'espace dans les tableaux de répartition (unités de consommation) mais coûtent plus cher que les combinaisons séparées MCB/RCD ; les MCCB occupent plus d'espace mais offrent des performances plus élevées.

• Tests et maintenance : Tous les dispositifs à courant résiduel (RCD) doivent être testés régulièrement à l'aide du bouton de test intégré et, pour les inspections formelles, à l'aide d'un testeur de RCD. Les temps de déclenchement doivent être conformes aux normes nationales de câblage.

Conclusion

La sécurité électrique basse tension repose sur le déploiement du dispositif de protection correct pour chaque circuit. Les MCB offrent une protection rapide et fiable contre les surintensités pour les circuits domestiques et commerciaux légers. Les MCCB étendent cette capacité aux courants plus élevés et aux applications industrielles. Les ELCB étaient un premier dispositif de sécurité contre les fuites à la terre et sont maintenant largement remplacés par les RCD/RCCB, qui déconnectent les circuits rapidement même en cas de faibles courants de fuite. Les RCBO combinent les deux fonctions, économisant de l'espace et assurant la protection individuelle des circuits. Enfin, les testeurs de RCD (RCDT) sont des outils essentiels pour vérifier que les dispositifs à courant résiduel se déclenchent dans les temps spécifiés. Une sélection, une installation et des tests de routine appropriés de ces dispositifs minimisent les risques de choc électrique et d'incendie, protégeant ainsi les personnes et les biens.